0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)技術(shù)及應(yīng)用
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圖3說明了應(yīng)用三個(gè)放電電阻接入輸出回路的這一技術(shù)。第一個(gè)電阻與負(fù)載電容的指數(shù)衰減曲線表示為RC1。指數(shù)曲線與施加正弦波在一個(gè)相位的2.41弧度處，此時(shí)并入第二個(gè)電阻，衰減曲線表示為RC2，在相位約2.86弧度處，第三個(gè)電阻并入回路，指數(shù)曲線衰減表示為RC3。
圖3 負(fù)載放電特性
放電電阻的電流很低，功率損耗很容易解決。三個(gè)放電電阻完全滿足40-60kV輸出電壓的要求。也可增加電阻的數(shù)量，應(yīng)用相同的原理，用于90、120kV等更高電壓等級(jí)的系統(tǒng)。
3. 頻率
系統(tǒng)的工作頻率可通過前面討論過的技術(shù)，即調(diào)整圖1中的T2獲得。目前常用的是0.1Hz VLF試驗(yàn)，調(diào)整T2可得到0.05、0.02、0.01Hz等不同的工作頻率，較低的頻率可測試超長電纜。
三．0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn)及應(yīng)用
如前所述，直流耐壓試驗(yàn)不適用于聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，因?yàn)樵谥绷麟妶鱿滦纬傻目臻g電荷會(huì)保存在電纜絕緣層中，當(dāng)試驗(yàn)完畢重新投入運(yùn)行后，殘存的空間電荷（電場）會(huì)與運(yùn)行電壓的電場疊加，對(duì)在實(shí)際上仍能運(yùn)行的電纜造成擊穿。交流工頻耐壓試驗(yàn)最為有效，但由于電力電纜的電容很大。需要大容量試驗(yàn)設(shè)備，設(shè)備笨重難以對(duì)聚乙烯/交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行預(yù)防性耐壓試驗(yàn)（現(xiàn)場試驗(yàn)）。針對(duì)中壓聚乙烯/交聯(lián)聚乙烯電纜的現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)問題，在VLF正弦波理論研究、設(shè)備開發(fā)一直處于領(lǐng)先地位的美國高電壓公司早在70年代就致力于此項(xiàng)技術(shù)的研究，0.1Hz超低頻正弦波的耐壓試驗(yàn)設(shè)備具有以下顯著特點(diǎn)。正因?yàn)檫@些特點(diǎn)，使這一耐壓試驗(yàn)設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。
a) 0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)設(shè)備消耗功率小，是50Hz耐壓試驗(yàn)設(shè)備的1/500。
b) 0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)設(shè)備的輸出電壓較高，已有250kV交流輸出試驗(yàn)設(shè)備，用于更高等級(jí)電壓系統(tǒng)。
c) 由于輸入功率小，設(shè)備的尺寸和重量也小，均為兩件或三件式便攜設(shè)計(jì)。
d) 0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)設(shè)備可試驗(yàn)較長的電纜（電容較大），最大可達(dá)50微法的VLF試驗(yàn)設(shè)備，是國外同類產(chǎn)品的十倍。
e) 具有電容測試電路，可測量被測電纜電容，預(yù)計(jì)電纜長度。
除了這些特點(diǎn)以外，0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)設(shè)備的正弦輸出，還可用于診斷測試，傳統(tǒng)的現(xiàn)場測試只是看耐壓通過不通過，現(xiàn)在更科學(xué)的方法是診斷測試——局放測試和介損測試，用于檢測絕緣中的水樹，全面地評(píng)價(jià)電纜的絕緣狀況，正弦波可有效地用于局放測試和介損測試。該設(shè)備還具有快速降阻燒穿功能，自動(dòng)限制燒弧電流，從而可用于快速定位和修復(fù)故障，成本效益顯著。
VLF-90CMF是美國高電壓公司最新推出的一款交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備，適用于中壓等級(jí)10kV、35kV的XLPE、PE、EPR、PILC電纜及其連接頭。該設(shè)備可連續(xù)輸出0-90kV電壓，可獲得0.1、0.05、0.02Hz等不同頻率的正弦波，波形與電容性負(fù)載無關(guān)，可以測試7500米長的電纜。兩件套便攜式設(shè)計(jì)既可以安裝在電纜測試車上，也可配備手推車，方便移動(dòng)。
主要技術(shù)參數(shù)如下：
輸入：230V，50/60Hz，最大6A，平均2.5A
輸出：正弦波，0-90kV交流峰值電壓（0—63.6kV交流有效值電壓），0.1Hz/0.05Hz/0.02Hz連續(xù)工作， 屏蔽輸出電纜
測量：3.5”表，0-90kV峰值電壓 ； 3.5”表，0-100mA峰值電流，0-6μF電容
負(fù)載：0.55 μF @0.1Hz
1.1 μF @0.05Hz
2.75 μF @0.02Hz
尺寸：（w長；h高；d寬）
控制器：635mm w × 406mm h × 330mm d
高壓器：185mm w × 685mm h × 330mm d
重量：控制器：34kg
高壓器：82kg
除90kV外，該公司還生產(chǎn)40kV、60kV、120 kV、180 kV、250kV等系列耐壓試驗(yàn)設(shè)備，最大限度的滿足了我國對(duì)此類產(chǎn)品的需求。對(duì)于我國10kV及以下的電纜，可選用40kV的耐壓試驗(yàn)設(shè)備。
美國高電壓公司的產(chǎn)品得到了世界許多國家的電力系統(tǒng)及企事業(yè)的公認(rèn)，在我國本溪鋼鐵集團(tuán)、凌原鋼鐵集團(tuán)、咸陽機(jī)場供電站等單位應(yīng)用，均顯示了0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)設(shè)備的優(yōu)越性能。
四. 電力電纜耐壓試驗(yàn)規(guī)范
在0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用以后，為了規(guī)范對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜、油浸紙電纜以及混合電纜的耐壓試驗(yàn)方法，美國電子與電氣工程師協(xié)會(huì)在2003年8月發(fā)布了最新IEEE P400.2/D1標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定15-35kV電壓等級(jí)的電纜在安裝和驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓應(yīng)為3U0；對(duì)于5-8kV的電纜，試驗(yàn)電壓應(yīng)大于3U0；維修時(shí)的試驗(yàn)電壓是驗(yàn)收試驗(yàn)電壓的80%，如果進(jìn)行多次循環(huán)試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓可再降低20%。表1列出了屏蔽電力電纜正弦波耐壓試驗(yàn)的電纜額定電壓。雖然只列出了5-35kV的電纜，但VLF仍可用于更高電壓的電力電纜。表中給出的測試電壓既可作為有效值，也可作為峰值，如果作為峰值使用，則測試時(shí)間需加倍。原因是有效值是峰值的0.707倍。
| 超低頻正弦波測試電壓1 | |||
| 電纜等級(jí)相對(duì)相 | 安裝2相對(duì)地 | 驗(yàn)收2相對(duì)地 | 維護(hù)3相對(duì)地 |
| kV（有效值） | kV（有效值） | kV（有效值） | kV（有效值） |
| 5 | 12 | 14 | 10 |
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評(píng)論